Контрнаступление ATI Technologies:
семейство RADEON X1800 (R520),
X1600 (RV530) и X1300 (RV515)

Часть 2: Особенности видеокарт, синтетические тесты

СОДЕРЖАНИЕ

Установка и драйверы

Конфигурации тестовых стендов:

Компьютер на базе Athlon 64 (939Socket)
- процессор AMD Athlon 4000+ (2400MHz) (L2=1024K);
- системная плата ASUS A8N SLI Deluxe на чипсете NVIDIA nForce4 SLI;
- оперативная память 1 GB DDR SDRAM 400MHz (CAS (tCL)=2.5; RAS to CAS delay (tRCD)=3; Row Precharge (tRP)=3; tRAS=6);
- жесткий диск WD Caviar SE WD1600JD 160GB SATA.
RADEON X850 XT PE (PowerColor RX850XT PE, PCI-E, 256MB GDDR3, 540/1180 MHz);
GeForce 7800 GTX (ASUS EN7800GTX TOP, PCI-E, 256MB GDDR3, 486/1350 MHz);
GeForce 7800 GTX (Leadtek WinFast PX7800GTX, PCI-E, 256MB GDDR3, 430/1200 MHz);
GeForce 7800 GTX (Gainward PowerPack Ultra/3500 GS, PCI-E, 256MB GDDR3, 459/1300 MHz);
GeForce 7800 GT (Gainward PowerPack Ultra/3400 GS, PCI-E, 256MB GDDR3, 450/1100 MHz);
GeForce 7800 GT (Palit, PCI-E, 256MB GDDR3, 400/1000 MHz);
операционная система Windows XP SP2; DirectX 9.0c;
мониторы ViewSonic P810 (21") и Mitsubishi Diamond Pro 2070sb (21").
драйверы ATI версии 6.571beta (CATALYST 5.10beta); NVIDIA версии 81.84.

VSync отключен.

По сути контрольная панель драйверов особых изменений не претерпела, добавилось лишь меню по AVIVO (о нем в пятой части материала), в 3D-настройках появились новые опции для Adaptive AA и HQ Aniso. Надо отметить, что улучшена работа карт с TV-out, есть режим вывода на ТВ (или второй приемник) полноэкранного изображения фильма или иного видеоролика (вне зависимости от выставленного на нем разрешения).

Напомню, что для совместной работы X1800-карт с TV и монитором последний надо подключать к нижнему гнезду на видеокарте.

Синтетические тесты

Использованная нами версия пакета синтетических тестов D3D RightMark Beta 4 (1050) и ее описание доступна на сайте http://3d.rightmark.org

Параметры D3D вы можете посмотреть и сравнить здесь:

D3D RightMark: X1800 XT, G70
DX Caps: X1800 XT, G70

Тесты проводились:

На GeForce 7800 GTX, 6600, 6600 GT со стандартными параметрами;
На оригинальном RADEON X850 XT
На новых картах RADEON X1300, X1600 XT, X1800 XL, X1800 XT.

Тест Pixel Filling

Пиковая производительность выборки текстур (texelrate), режим FFP, для разного числа текстур накладываемых на один пиксель:

В случае старших карт (первый график) ATI одерживает четкую победу. Дает себя знать более эффективная работа с памятью в том числе благодаря ее скорости и сжатию данных до кэширования, даже большее число конвейеров не спасает 7800 GTX (хотя и проигрыш его не столь силен чтобы говорить о каком либо поражении NVIDIA). Зато в случае среднего сегмента, картина не столь удачная для ATI — сказывается перекос в числе текстурных модулей RV530 — их всего 4 и это явно недостаточно в данном случае. Этот факт уравнивает RV515 и RV530 в этом тесте и назвать это нормальным мы никак не можем — цена этих решений отличается почти вдвое. Возникает подозрение, что 4 текстурных блока у RV530 — вынужденная мера, а изначально их планировалось все-таки большее число. В реальных приложения этот неприятный эффект будет сглажен, но, и дальше вы это увидите, не настолько, чтобы о нем забыть или даже считать его оправданным.

А сейчас — скорость закраски буфера кадра (fillrate, pixelrate), режим FFP, для разного числа текстур накладываемых на один пиксель:

В старшем сегменте в случае с 1 текстурой (и с фиксированным цветом) заметно лидирует ATI. Далее лидерство сохраняется, но оно уже не столь велико. Однако, учитывая лишь 16 конвейеров R520 можно говорить о более успешной, в этом плане, архитектуре и прогнозировать ещё большую величину отрыва с выходом R580. В среднем классе опять сказывается печальный эффект 4-х текстурных модулей — только в случае 1-2 текстур ATI обыгрывает противопоставленные карты NVIDIA, а вот по мере роста числа текстур RV530 заметно сдает свои позиции. Шутка-ли — двукратная разница в числе текстурных блоков.

Посмотрим, как скорость закраски зависит от наличия шейдеров (2.0):

та же картина для среднего класса:

Итак, можно констатировать что ничего не изменилось — как FFP так и шейдеры работают совершенно одинаково с точки зрения железа (FFP эмулируется шейдером) и показывают одинаковые результаты. Все та же хорошо заметная проблема с небольшим числом текстурных блоков RV530 и все тоже примущество R520 в грубой закраске, несмотря на меньшее число пиксельных конвейеров.

Тест Geometry Processing Speed

Самый простой шейдер — предельная пропускная способность по треугольникам:

Итак, G70 по прежнему несомненный лидер, a X1800 не далеко ушла в плане пиковой скорости геометрии от X850 XT. В среднем классе ATI задает жару — NVIDIA заметно проигрывает. Значит у ATI более эффективный и широкий блок установки и отбрасывания треугольников.

Более сложный шейдер — один смешанный источник света:

Усложняем задачу и для среднего класса:

Как мы видим, везде FFP чуть быстрее — сказывается наличие специальных аппаратных блоков для его эмуляции (было время когда ATI манкировали этой возможностью, но теперь это не так). А теперь самая сложная задача, три источника света, причем, для сравнения в вариантах без переходов, со статическим и динамическим управлением исполнением:

Вот здесь ATI впереди во всех случаях. С ростом сложности задачи преимущество 7800 в обработке простых треугольников пропало, а частота ядра X1800 XT дает развернуться его геометрическим возможностям. Интересно, что если шейдеры с динамическими переходами на новых продуктах ATI заработали, то такие же шейдеры с указанием модели 3.0 почему то исполняются неверно — судя по всему мы наткнулись на ошибку в драйверах или странности при его взаимодействии с нашим тестом. Но, как бы там нибыло — переходы что в 2.X динамическом профиле, что в 3.0 у нас одинаковые и мы можем оценить эффективность реализации динамчиеских переходов у ATI. Она ниже чем статическая версия, как и у NVIDIA, и накладные расходы чуть выше, но больше в абсолюте, из-за более мощного геометрического блока вообще. Напомним, что, к сожалению, новые продукты ATI не поддерживают доступ к текстурам из вершинных шейдеров.

Итак, если не считать отсутствие доступа к текстурами и странности с компиляцией и исполнением шейдеров 3.0, вершинные блоки продуктов ATI заслуживают похвалу — всё на уровне!

Тест Pixel Shaders

Первая группа шейдеров — достаточно простых для исполнения в реальном времени, 1.1, 1.4 и 2.0:

В старшей группе царит примерный паритет 7800 и X1800 XT — с одной стороны эффективные конвейеры и частота, с другой — 24 пиксельных конвейера. Победила дружба, точнее противостояние. А вот в средней группе мы опять замечаем досадное поведение RV530 — нехорошо. 4 текстурных модуля снова «портят нам малину» и даже 12 пиксельных конвейеров не спасают X1600. Он ЗАМЕТНО проигрывает 6600 GT. Плохо!

Интересно, что NVIDIA в силу наличия карусели квадов и весьма бережного отношения ко временным регистрам до сих пор получает преимущество от использования 16 битных регистров, во время обработки промежуточных данных в шейдере! А вот архитектура ATI свободна от этой зависимости — она построена по иному принцыпу и не зависит так сильно от числа и размера временных переменных при компиляции шейдера. Это похвально! И должно заметно сказаться на эффективности сложных шейдеров с вычислениями. Итак, посмотрим, изменится ли что-либо для более сложных шейдеров:

В старшем классе в режиме 16 бит выигрывает 7800. Но, это 16 бит со всеми потенциальными артефактами. В режиме FP32 мы наблюдаем паритет. Интересно что в среднем классе ATI безоговорочно выигрывает. Даже, несмотря на 4 текстурных блока. Ну правильно — много вычислений, меньше доступов к текстурам. Но в реальных играх такие сложные шейдеры редки и не стоит об этом забывать. Эх, если бы текстурников было 12 — как бы развернулся этот чип и во всех остальных тестах. 6600 GT был бы просто сметен X1600 XT, но этого не случилось. Досадный промах или досадные обстоятельства...

Тест HSR

Пиковая эффективность (без текстур и с текстурами) в зависимости от сложности геометрии:

Эффективность HSR топового решения ATI традиционно выше, как и ранее. Хотя, из-за более низкой латентности работы с текстурами NVIDIA заметно лучше выглядит в случае тестирования HSR совместно с текстурированием. А вот в среднем классе все не так просто — с текстурами ATI выглядит даже чуть хуже 6600/GT, особенно RV515 — там HyperZ очевидно слабее, чем в старших чипах ATI.

Тест Point Sprites

Все как и раньше — NVIDIA лучше справляется с маленькими спрайтами, а ATI с большими. В случае освещения ATI получает еще немного преимущества — вершинные блоки там сильнее.

Выводы по синтетическим тестам

Самая досадная проблема — 4 текстурных блока RV530. Не надо быть провидцем чтобы предсказать, что она аукнется и в реальных игровых тестах. Если бы их было 8 или 12 — 6600 GT заметно проиграл бы X1600 XT, но при текущей ситуации можно говорить о паритете с переменным успехом. В чем же всё-таки дело — в ТАКОЙ просчет архитекторов слабо верится, неужели проблемы с реализацией и производством?
В верхнем классе R520 опережает или равен 7800 в зависимости от теста и параметров. Что очень неплохо, учитывая его 16 конвейеров. Это говорит о крайне эффективной архитектуре пиксельной части, которая только выиграет в случае последующего масштабирования (R580). Пока что нет явного превосходства над 7800, но есть факт доминирования во многих предельных синтетических тестах. Это не победа, это разумеется и не поражение, это хорший задел.
Эффективность вычислительной части пиксельных процессоров ATI на высоте. Хороший задел для будущего и будущих архитектур с поддержкой WGF 2.0 — которые будет не сложно развить из текущей архитектуры, в силу ее особенностей.
Вершинная производительность ATI на высоте (хотя и есть небольшие выше упомянутые «но»).